CN105945687A - 一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，在磨削机器人的一侧设置多功能磨头，另一侧设置R过渡曲面磨头；多功能磨头由第一床身、第一异步电机、第一驱动轮、第一上过渡轮、第一下过渡轮、第一张紧轮、第一砂带、R形弧压板、压板气缸以及第一张紧轮的调节结构等组成；R过渡曲面磨头由第二床身、第二异步电机、第二驱动轮、第二上过渡轮、第二下过渡轮、第二张紧轮、第二砂带、接触轮以及第二张紧轮的调节结构等组成。本发明操控简单，精度高，能够实现多位置、多姿态砂带磨削的枪匣全型面加工，解决了传统步枪枪匣外型面的效率低、加工环境恶劣等难题，并且有效提高了枪匣磨削质量，改善了枪匣整体型面的加工精度，提升了工件可靠性和安全性。

Description

一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置

技术领域

本发明涉及一种步枪枪匣全型面机器人砂带抛光加工装置，用于步枪枪匣外型面的抛光打磨。

背景技术

枪匣是枪械上的关键零部件之一，它不仅起到联接枪管和枪托(无托结构的枪将枪匣和枪托合二为一)的作用，也是用来容纳发射机构的部分，枪匣表面结构复杂，不仅包括平面、圆柱面，还包括复杂的自由曲面，以金属材质居多。在枪匣生产工艺流程中，需要对其外表面进行抛光处理，因为后一道工序为涂饰工艺，抛光质量的好坏直接影响涂层的均匀性和涂层与枪匣表面的结合力。

枪匣表面主要由平面、圆柱面和自由曲面组成，如图1、图2所示，面c为平面，面b、e、f、i为圆柱面，面a、d、h为自由曲面，面g为很小的过渡面。由于枪匣表面构成比较复杂，目前由人工在抛光轮上完成枪匣表面的抛光工作，抛光轮由羊毛毡轮表面涂覆一层石英砂制成。

国外对有关枪械以及枪匣的表面抛光工艺的资料严格保密，国内传统的枪匣加工方法是经过铸造成形→机械加工(孔、端面)→淬火→酸洗，然后加上大量的人工修磨来完成的，其表面一致性难以保证。作为枪匣进入表面涂层前的一道精细加工，枪匣外表面全型面表面抛光是目前一个尚未解决的难题，主要技术难点在于以下两个方面：

(1)步枪枪匣的表面形状复杂，尤其是较小的过渡曲面，难于用一般的机械化加工方式进行大批量的加工；

(2)枪匣型面抛磨后表面的粗糙度和光洁度要求高；目前我国在步枪枪匣全型面抛光加工方面主要采用人工手持枪匣在磨床上进行打磨，劳动强度大且加工效率低，同时，由于在加工过程中产生大量的粉尘，对工人的健康造成很大伤害；另外，相关加工设备受国外的技术封锁，以上现状严重制约了枪匣抛光技术的发展。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置。

本发明技术方案如下：一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，包括磨削机器人，该磨削机器人的末端设有用于装夹枪匣的夹具，其特征在于：在所述磨削机器人的一侧设置多功能磨头，另一侧设置R过渡曲面磨头；

所述多功能磨头具有第一床身，在第一床身的一侧设置第一异步电机，第一异步电机的输出轴上套装第一驱动轮，第一床身的另一侧安装第一上过渡轮和第一下过渡轮，第一床身的顶部安装第一张紧轮，所述第一驱动轮通过第一砂带与第一张紧轮、第一上过渡轮及第一下过渡轮连接，在第一上过渡轮与第一下过渡轮之间设置R形弧压板，该R形弧压板由压板气缸驱动，R形弧压板的外圆弧面能够压迫在第一砂带上；

所述R过渡曲面磨头具有第二床身，在第二床身的一侧设置第二异步电机，第二异步电机的输出轴上套装第二驱动轮，第二床身的另一侧安装第二上过渡轮和第二下过渡轮，第二床身的顶部安装第二张紧轮，在所述第二上过渡轮与第二下过渡轮之间设置接触轮，所述第二驱动轮通过第二砂带与第二张紧轮、第二上过渡轮、接触轮及第二下过渡轮连接。

采用以上技术方案，待加工的枪匣通过夹具固定在机器人末端，执行机器人中预先编制好的加工程序，通过机器人带动枪匣按预定轨迹运动，在多功能磨头和R过渡曲面磨头的作用下，实现枪匣外表面中不同表面的连续磨削与抛光。在加工过程中，通过机器人关节的旋转，使枪匣的运动方向始终与磨头的砂带线速度方向相反，能够确保加工后的枪匣表面质量良好。

本发明生产成本低，操控简单，精度高，能够实现多型面、多角度枪匣表面的抛光加工，解决了枪匣加工效率低、加工环境恶劣的问题，能够实现批量加工并大幅改善枪匣加工的表面质量。

多功能磨头结构简单、紧凑，各部件布置合理，易于装配。多功能磨头第一砂带的运动采用第一异步电机驱动，第一砂带在第一张紧轮的作用下能够确保始终处于绷紧状态。R形弧压板由压板气缸驱动，当压板气缸处于收缩状态时，R形弧压板与第一砂带分离，多功能磨头为自由式磨头，完成枪匣型面的圆柱面和自由曲面的磨削；当压板气缸处于伸出状态时，R形弧压板压迫第一砂带，多功能磨头为压板式磨头，完成枪匣型面的平面磨削。

R过渡曲面磨头结构简单、紧凑，各部件布置合理，易于装配。R过渡曲面磨头第二砂带的运动采用第二异步电机驱动，第二砂带在第二张紧轮的作用下能够确保始终处于绷紧状态。

所述第一张紧轮通过轴承套装于第一张紧轴上，第一张紧轴安装在第一支撑叉的顶部，第一支撑叉的底部与第一气缸的活塞杆连接，第一气缸的缸体固定于第一床身上。以上结构第一张紧轮装配结构简单，转动的灵活性好，在第一气缸的作用下，第一张紧轮能够在上下方向运动，以根据需要调节第一砂带的张紧度，调节操作简单、便捷。第一气缸优选与压板气缸关联，当压板气缸处于伸出状态时,第一气缸由于第一砂带的周长变形量小将会自动退回一定距离，完成自动调节，可根据相关数学物理理论计算枪匣平面磨削所施加的力，保证枪匣平面磨削后的表面一致性。

所述第一支撑叉为“U”形，第一张紧轴的两端分别位于第一支撑叉顶部两端的开口中，且第一张紧轴一端与第一支撑叉相铰接，第一张紧轴另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第一调偏螺钉，所述第一调偏螺钉与第一支撑叉侧壁上的凸起螺纹配合。以上结构第一支撑叉造型简单，易于加工制作及装配；通过转动第一调偏螺钉能够将第一张紧轴的斜面端顶起或放下，以调节第一张紧轴的偏转度，从而改变第一张紧轮的偏转，调整第一砂带不会出现跑带。

为了简化结构，方便加工制作及装配，确保R形弧压板的工作过程中的稳定性，所述R形弧压板内圆弧面的中部与定位轴的一端焊接固定，定位轴的另一端与压板气缸的活塞杆连接，所述压板气缸的缸体通过两个“L”形支座支撑于安装座上，安装座与第一床身相固定。

所述第二张紧轮通过轴承套装于第二张紧轴上，第二张紧轴安装在第二支撑叉的顶部，第二支撑叉的底部与齿形轴的上端连接，齿形轴的下端穿过安装箱，所述齿形轴上设置的直齿与安装箱内的齿轮啮合，齿轮套装于齿轮轴的一端，齿轮轴的另一端与手柄连接；在所述齿形轴的上部套装弹簧，弹簧的下端与安装箱抵接，弹簧的上端与齿形轴上固定的调节螺母抵接。以上结构通过操作手柄，能够使齿轮轴带动齿轮旋转，在齿轮的作用下，齿形轴发生上下运动，从而改变第二张紧轮的高度位置，以实现对第二砂带张紧度的调节，调节操作简单、方便、省力；通过改变调节螺母的高度位置可以调整弹簧的压缩量，以控制第二砂带运转时的张紧力。

所述第二支撑叉为“U”形，第二张紧轴的两端分别位于第二支撑叉顶部两端的开口中，且第二张紧轴一端与第二支撑叉相铰接，第二张紧轴另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第二调偏螺钉，所述第二调偏螺钉与第二支撑叉侧壁上的凸起螺纹配合。以上结构第二支撑叉造型简单，易于加工制作及装配；通过转动第二调偏螺钉能够将第二张紧轴的斜面端顶起或放下，以调节第二张紧轴的偏转度，从而改变第二张紧轮的偏转，调整第二砂带不会出现跑带。

在接触轮(58)的圆周上包裹有R形橡胶(581)，所述接触轮(58)的总宽度为5-8mm。以上结构运转时利用橡胶的圆弧面紧贴枪匣过渡面，调节第二异步电机的频率实现砂带运转的线速度，从而实现过渡曲面的磨削。

有益效果：本发明具有设计合理，生产成本低，操控简单，精度高等特点，能够实现多位置、多姿态砂带磨削的枪匣全型面加工，解决了传统步枪枪匣外型面的效率低、加工环境恶劣等难题，并且有效提高了枪匣磨削质量，改善了枪匣整体型面的加工精度，提升了工件可靠性和安全性。

附图说明

图1是枪匣的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是多功能磨头的结构示意图。

图6是第一张紧轮的安装及调节结构示意图。

图7是R过渡曲面磨头的结构示意图。

图8是第二张紧轮的安装及调节结构示意图。

图9是图8的侧视图。

图10是接触轮的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图3、图4所示，本发明由磨削机器人1、多功能磨头4和R过渡曲面磨头5三大部分构成。其中，磨削机器人1的末端设置有用于装夹枪匣3的夹具2，磨削机器人1的结构及工作原理与现有技术相同，在此不做赘述。在磨削机器人1的一侧设置多功能磨头4，另一侧设置R过渡曲面磨头5，磨削机器人1、多功能磨头4和R过渡曲面磨头5位于锐角三角形的三个角上。

如图5、图6所示，多功能磨头4由第一床身41、第一异步电机42、第一驱动轮43、第一上过渡轮44、第一下过渡轮45、第一张紧轮46、第一砂带47、R形弧压板48、压板气缸49以及第一张紧轮的调节结构等组成。其中，在第一床身41的一侧设置第一异步电机42，第一异步电机42的机体与第一床身41相固定，第一异步电机42的输出轴上套装第一驱动轮43；第一床身41的另一侧安装第一上过渡轮44和第一下过渡轮45，第一上过渡轮44优选位于第一下过渡轮45的正上方。

如图5、图6所示，在第一床身41的顶部安装第一张紧轮46，第一驱动轮43通过第一砂带47与第一张紧轮46、第一上过渡轮44及第一下过渡轮45连接。第一张紧轮46的安装方式优选为：第一张紧轮46通过轴承套装于第一张紧轴461上，第一张紧轴461配备第一支撑叉462，第一支撑叉462为“U”形，第一张紧轴461的两端分别位于第一支撑叉462顶部两端的开口中，且第一张紧轴461一端与第一支撑叉462相铰接，第一张紧轴461另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第一调偏螺钉464，第一调偏螺钉464与第一支撑叉462侧壁上的凸起螺纹配合。当转动第一调偏螺钉464的时候，第一调偏螺钉464能够将第一张紧轴461的斜面端顶起或放下，以调节第一张紧轴461的偏转度，从而改变第一张紧轮46的偏转，调整第一砂带47不会出现跑带。第一支撑叉462的底部与第一气缸463的活塞杆连接，第一气缸463的缸体固定于第一床身41上。第一气缸463通过其活塞杆的伸缩能够带动第一支撑叉462及第一张紧轮46上下运动，以根据需要改变第一张紧轮46的高度位置。

如图5、图6所示，在第一上过渡轮44与第一下过渡轮45之间设置R形弧压板48，即R形弧压板48为圆弧形，该R形弧压板48内圆弧面的中部与定位轴481的一端焊接固定，定位轴481的另一端与压板气缸49的活塞杆连接，压板气缸49的缸体通过两个“L”形支座支撑于安装座482上，安装座482与第一床身41相固定。通过压板气缸49活塞杆的伸缩，能够带动R形弧压板48同步运动，以实现R形弧压板48的外圆弧面压迫第一砂带47或者与第一砂带47分离。

如图7、图8、图9、图10所示，R过渡曲面磨头5由第二床身51、第二异步电机52、第二驱动轮53、第二上过渡轮54、第二下过渡轮55、第二张紧轮56、第二砂带57、接触轮58以及第二张紧轮的调节结构等组成。其中，在第二床身51的一侧设置第二异步电机52，第二异步电机52的机体固定于第二床身51上，在第二异步电机52的输出轴上套装第二驱动轮53，第二床身51的另一侧安装第二上过渡轮54和第二下过渡轮55，第二上过渡轮54优选位于第二下过渡轮55的正上方。在第二上过渡轮54与第二下过渡轮55之间设置接触轮58，接触轮58的中心位于第二上过渡轮54与第二下过渡轮55的中心连线上，接触轮58的直径大于第二上过渡轮54及第二下过渡轮55的直径。在接触轮58的圆周上包裹有R形橡胶581，即R形橡胶581的周侧面为圆弧面，接触轮58的总宽度为5-8mm。

如图7、图8、图9所示，第二床身51的顶部安装第二张紧轮56，第二驱动轮53通过第二砂带57与第二张紧轮56、第二上过渡轮54、接触轮58及第二下过渡轮55连接。第二张紧轮56的具体安装方式为：第二张紧轮56通过轴承套装于第二张紧轴561上，第二张紧轴561配备第二支撑叉562，该第二支撑叉562为“U”形，第二张紧轴561的两端分别位于第二支撑叉562顶部两端的开口中，且第二张紧轴561一端与第二支撑叉562相铰接，第二张紧轴561另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第二调偏螺钉569，第二调偏螺钉569与第二支撑叉562侧壁上的凸起螺纹配合。转动第二调偏螺钉569的时候，第二调偏螺钉569能够将第二张紧轴561的斜面端顶起或放下，以调节第二张紧轴561的偏转度，从而改变第二张紧轮56的偏转，调整第二砂带57不会出现跑带。第二支撑叉562的底部与齿形轴563的上端连接，齿形轴563的下端穿过安装箱564，齿形轴563上设置的直齿与安装箱564内的齿轮565啮合，齿轮565套装于齿轮轴566的一端，齿轮轴566的另一端与手柄567连接；在齿形轴563的上部套装弹簧568，弹簧568位于安装箱564的上方，弹簧568的下端与安装箱564抵接，弹簧568的上端与齿形轴563上固定的调节螺母抵接。操作手柄567的时候，能够使齿轮轴566带动齿轮565旋转，在齿轮565的作用下，齿形轴563发生上下运动，从而根据需要改变第二张紧轮56的高度位置。

本发明的工作原理如下：

待加工的枪匣3通过夹具2固定在磨削机器人1末端，执行磨削机器人1中预先编制好的加工程序，通过磨削机器人1带动枪匣3按预定轨迹运动，实现枪匣3外表面中不同表面的连续磨削与抛光。在加工过程中，通过磨削机器人1关节的旋转，使枪匣3的运动方向始终与磨头的砂带线速度方向相反，能够确保加工后的枪匣表面质量良好。

磨削机器人1夹持枪匣，在多功能磨头4上完成自由曲面、圆弧曲面、平面的磨削，磨削机器人1按照既定程序执行，多功能磨头4在压板气缸49处于收缩状态时，多功能磨头为自由磨削式磨头，可完成枪匣的自由曲面、圆弧曲面磨削，多功能磨头在压板气缸49处于伸出状态时，多功能磨头为压磨板式磨头，可完成枪匣的平面磨削，磨削过程中均保持枪匣运动方向与砂带线速度方向相反。

磨削机器人1夹持枪匣，在R过渡曲面磨头5上完成过渡曲面的磨削，磨削机器人1按照既定程序执行，利用磨头上宽度在5-8mm内的接触轮外接的R形橡胶581实现橡胶与过渡曲面紧密贴合，运用橡胶的微变形完成磨削压力的实施以此完成过渡曲面的抛光。

磨削机器人1不断执行控制程序，按照规划路径实现枪匣表面全型面加工，利用磨削机器人1的I/O接口控制多功能磨头的气缸伸缩，保证多功能磨头可根据不同型面的磨削实现气缸自动伸缩，实现枪匣磨削的自动化抛光。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，包括磨削机器人(1)，该磨削机器人(1)的末端设有用于装夹枪匣(3)的夹具(2)，其特征在于：在所述磨削机器人(1)的一侧设置多功能磨头(4)，另一侧设置R过渡曲面磨头(5)；

所述多功能磨头(4)具有第一床身(41)，在第一床身(41)的一侧设置第一异步电机(42)，第一异步电机(42)的输出轴上套装第一驱动轮(43)，第一床身(41)的另一侧安装第一上过渡轮(44)和第一下过渡轮(45)，第一床身(41)的顶部安装第一张紧轮(46)，所述第一驱动轮(43)通过第一砂带(47)与第一张紧轮(46)、第一上过渡轮(44)及第一下过渡轮(45)连接，在第一上过渡轮(44)与第一下过渡轮(45)之间设置R形弧压板(48)，该R形弧压板(48)由压板气缸(49)驱动，R形弧压板(48)的外圆弧面能够压迫在第一砂带(47)上；

所述R过渡曲面磨头(5)具有第二床身(51)，在第二床身(51)的一侧设置第二异步电机(52)，第二异步电机(52)的输出轴上套装第二驱动轮(53)，第二床身(51)的另一侧安装第二上过渡轮(54)和第二下过渡轮(55)，第二床身(51)的顶部安装第二张紧轮(56)，在所述第二上过渡轮(54)与第二下过渡轮(55)之间设置接触轮(58)，所述第二驱动轮(53)通过第二砂带(57)与第二张紧轮(56)、第二上过渡轮(54)、接触轮(58)及第二下过渡轮(55)连接。

2.如权利要求1所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：所述第一张紧轮(46)通过轴承套装于第一张紧轴(461)上，第一张紧轴(461)安装在第一支撑叉(462)的顶部，第一支撑叉(462)的底部与第一气缸(463)的活塞杆连接，第一气缸(463)的缸体固定于第一床身(41)上。

3.如权利要求2所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：所述第一支撑叉(462)为“U”形，第一张紧轴(461)的两端分别位于第一支撑叉(462)顶部两端的开口中，且第一张紧轴(461)一端与第一支撑叉(462)相铰接，第一张紧轴(461)另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第一调偏螺钉(464)，所述第一调偏螺钉(464)与第一支撑叉(462)侧壁上的凸起螺纹配合。

4.如权利要求1或2或3所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：所述R形弧压板(48)内圆弧面的中部与定位轴(481)的一端焊接固定，定位轴(481)的另一端与压板气缸(49)的活塞杆连接，所述压板气缸(49)的缸体通过两个“L”形支座支撑于安装座(482)上，安装座(482)与第一床身(41)相固定。

5.如权利要求1所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：所述第二张紧轮(56)通过轴承套装于第二张紧轴(561)上，第二张紧轴(561)安装在第二支撑叉(562)的顶部，第二支撑叉(562)的底部与齿形轴(563)的上端连接，齿形轴(563)的下端穿过安装箱(564)，所述齿形轴(563)上设置的直齿与安装箱(564)内的齿轮(565)啮合，齿轮(565)套装于齿轮轴(566)的一端，齿轮轴(566)的另一端与手柄(567)连接；在所述齿形轴(563)的上部套装弹簧(568)，弹簧(568)的下端与安装箱(564)抵接，弹簧(568)的上端与齿形轴(563)上固定的调节螺母抵接。

6.如权利要求5所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：所述第二支撑叉(562)为“U”形，第二张紧轴(561)的两端分别位于第二支撑叉(562)顶部两端的开口中，且第二张紧轴(561)一端与第二支撑叉(562)相铰接，第二张紧轴(561)另一端的底面为斜面，该斜面的下方设有与之配合的第二调偏螺钉(569)，所述第二调偏螺钉(569)与第二支撑叉(562)侧壁上的凸起螺纹配合。

7.如权利要求1所述的步枪枪匣全型面机器人抛光加工装置，其特征在于：在接触轮(58)的圆周上包裹有R形橡胶(581)，所述接触轮(58)的总宽度为5-8mm。